Развитая пластическая деформация титана : Формирование субмикрокристаллической структуры и её влияние на деформационное поведение

• Автор: Миронов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы
1.1 Развитая пластическая деформация
1.2 Особенности структуры и деформационного поведения
субмикрокристаллическш материалов
1.3 Постановка задач исследования
Глава 2. Материалы и методика исследования
2.1 Материал исследований
2.2 Механические испытания
2.3 Термическая обработка
2.4 Металлографические исследования
2.5 Электронно-микроскопические исследования
щ 2.6Локальный кристаллографический анализ
2.7 Рентгеноструктурные исследования
Глава 3. Исследование эволюции структуры и механического поведения титана в ходе развитой теплой «abc» деформации
3.1 Особенности начального этапа пластического течения титана
при изменении оси деформирования
3.2 Макроскопические особенности деформации
3.3 Морфологические особенности эволюции структуры
3.4 Идентификация элементарных механизмов деформации
5.5 Эволюция спектра разориентировок
3.6 Эволюция текстур
Глава 4. Особенности механического поведения и эволюции структуры субмикрокристаллического титана в условиях холодной
ь деформации
4.1 Особенности исходной структуры СМК титана после дорекристаллизационного отжига

4.2 Идентификация элементарных механизмов деформации
4 4.3 Особенности деформационного поведения
субмикрокристаллического титана в условиях холодной деформации
Глава 5. Основные черты развитой пластической деформации
титана
Выводы
Литература

Деформация есть изменение формы. Ему неизбежно соответствует изменение «содержания» твердого тела - его структуры. Если преобразования структуры, обусловленные деформацией очень велики, то последнюю называют «развитой». Её структурным признаком, необходимым и достаточным условием является массовое формирование высокоугловых границ деформационного происхождения.
Одним из следствий этого процесса (наряду, впрочем, со многими другими) является существенное измельчение микроструктуры - вплоть до субмикро- и нанокристаллических (СМК и НК) размеров зёрен. Именно этот аспект, в основном, обуславливает повышенный интерес к развитой деформации и делает её исследование одним из перспективных направлений современной физики прочности и пластичности. Специальные способы деформирования, разработанные в последние десятилетия, позволили получать СМК и НК-структуры в массивных заготовках. Их строение и физикомеханические свойства существенно отличаются от свойств материалов в обычном состоянии. Поэтому исследование структуры и свойств СМК и НК материалов, в свою очередь, стало отдельным перспективным направлением этой области металлофизики.
Существует довольно большое число работ посвященных, как исследованиям формирования структуры при развитой пластической деформации, так и структуры и свойств СМК и НК материалов. Однако, поскольку значительные изменения свойств в СМК и НК-материалах обусловлены именно структурой, сформированной посредством развитой деформации, представляется целесообразным проведение единого, совместного исследования по обоим научным направлениям.
Согласно современным представлениям, пластическое течение является достаточно сложным, многоуровневым процессом. Изучение поведения индивидуальных дислокаций (микроуровень деформации) не является исчерпывающим. Для его адекватного описания также необходимы исследования на мезо- и макроскопическом масштабах пластического течения. Иными словами, кроме идентификации элементарных механизмов деформации и выявления семейств и систем скольжения и двойникования, нужен также учет процессов самоорганизации дислокаций в границы деформационного

Как было показано в обзоре литературы, подобная идея не нова. Образование макроскопических полос сдвига уже довольно давно связывается с интенсивным формированием границ деформационного происхождения [87, 88]. Более актуальным является вопрос, почему увеличение числа циклов деформирования способствует ускорению этого процесса.
Исходя из общих представлений об интенсивной пластической деформации, это довольно легко объяснить в принципе. Как известно, увеличение степени накопленной деформации способствует постепенному накоплению дефектов. Их перераспределение в более энергетически выгодные образования ведет к формированию границ деформационного происхождения. Одним из следствий этого процесса является снижение деформационного упрочнения (переход к четвертой стадии) и, соответственно, макроскопическая локализация деформации. Однако в эти простые рассуждения не вписывается качественное изменение формы распределения деформации - образование макрополосы (рис. 3.3). Кроме того, это не объясняет почему данный эффект совпадает с выходом на плато (в некотором приближении) зависимости предела текучести от числа циклов деформирования (рис. 3.2).
Для того чтобы понять эти экспериментальные факты, попробуем учесть специфику используемого метода достижения развитых пластических деформаций. Примем во внимание тот факт, что при «аЬс»-деформации ось каждой последующей осадки развернута от оси предыдущей на 90°.
Можно предположить, что, в условиях нашего эксперимента, в ходе деформации, скорее всего, имело место формирование границ деформационного происхождения. Таким образом, определенная часть дислокаций накапливалась в структуре в виде дислокационных субграниц. Изменение оси нагружения в силу определенных причин делало их нестабильными для новых условий и, скорее всего, способствовало «рассыпанию» некоторых из них (эффект Баушингера). В результате этого, вероятно, имело место резкое увеличение плотности мобильных дислокаций -появление их «лавины». Наверное, впервые, подобное явление было описано М.М. Мышляевым в работе [117]. Высокая плотность дислокаций внутри